Проектирование легкого пассажирского вертолета прототип Bell 429

Харьковский Авиационный Университет им. Н.Е.Жуковского
«Харківський авіаційний інститут»
Харків – 2020

1. Класс и назначение вертолета:
– пассажирский вертолет на 6 пассажиров.
2. Требования к жесткости:
– все элементы конструкции вертолета должны выдерживать все виды нагрузок в соответствии с НЛГ, в которых предусмотрены разные случаи погрузки частей вертолета. Вертолет в полете подвержен знаменным нагрузкам, поэтому все агрегаты должны иметь высокое сопротивление и заданный ресурс, необходимую жесткость конструкции и не допускать остаточных деформаций.
3. Необходимые условия эксплуатации:
Основным требованием является надежность – способность вертолета выполнять свои функции с сохранением летных и эксплуатационных показателей в заданных пределах в течение заданного промежутка времени. Конструкция вертолета должна также обеспечивать нормальный доступ ко всем частям, подлежащим периодическому обслуживанию и осмотру, что позволит сократить суммарное время на подготовку к полетам с использованием систем автоматизированного контроля. При проектировании планера вертолета создавать эксплуатационную технологичность его конструкции. Для этого конструкция должна давать возможность простого и быстрого проведения всех операций по контролю и обслуживанию. Нужно обеспечить хороший доступ ко всем ответственным деталям планера и к агрегатам, в нем расположенным, простоту их установки и съемки, предусмотреть люки и разъемы на планере и принять меры по защите поверхности от воздействия внешней среды и от случайных повреждений при эксплуатации.
4. Требования к летным характеристикам:
– получение необходимых летно-технических характеристик, при минимальных расходах топлива и достаточной управляемости вертолета. Обеспечение максимальной скорости полета 295 км/ч и дальности полета 700 км;
5. Требования к конструктивным характеристикам.
Все элементы конструкции должны выдерживать разные виды нагрузок в соответствии с ЛП-29 [3], в которых предусмотрены разные случаи погрузки частей вертолета. Вертолет в полете склонен к знакосменным нагрузкам, поэтому все его агрегаты должны иметь высокое сопротивление усталости и заданный ресурс, необходимую жесткость конструкции и не допускать остаточных деформаций;
6. Требования к безопасности окружающей среды:
– конструкция вертолета должна предусматривать необходимые требования к минимально отрицательной окружающей среде. Негативные последствия должны быть уменьшены до минимума. Наиболее важным параметром является шум работы двигателя и лопастей несущего и рулевого винтов. Поэтому конструктивно пытаются избежать этого фактора. Так же негативное воздействие может оказаться, как большой забор воздуха двигателем и выброс в атмосферу продуктов сгорания. Так же, отрицательное влияние может способствовать самой конструкции вертолета. Такие как, изменения климата из жаркого в холодный, из сухого во влажный довольно неблагоприятные. Конструктивно предусматриваем специальные защитные меры;
– посадка пассажиров осуществляется на специально оборудованных площадках под контролем командира экипажа или его заместителя. Перед посадкой каждый пассажир проходит проверку на наличие в организме алкоголя, наркотиков или психотропных веществ. В случае обнаружения показателей, нарушающих правила воздушных перелетов, пассажир не допускается на вертолет.

ЗМІСТ
РЕФЕРАТ 2
1 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 6
1.1 Формування зовнішнього вигляду вертольота на основі статистичних даних 6
1.1.1 Розробка технічного завдання 6
1.1.2 Збір та обробка статистичних даних їх аналіз 8
1.1.3 Розробка тактико-технічних вимог до вертольоту 13
1.1.4 Вибір і обгрунтування схеми вертольота 14
1.1.5 Визначення злітної маси в нульовому наближенні 15
1.1.6. Вибір двигуна і його характеристик 17
1.1.7. Розрахунок маси конструкції основних агрегатів вертольота, маси силової установки, палива, обладнання та управління 21
1.1.8 Визначення геометричних розмірів основних агрегатів вертольота. Визначення положення центра мас. Розробка загального виду вертольота. 25
1.1.9 Вибір, обґрунтування, розробка та увязка конструктивно– силових схем (КСС) агрегатів вертольоту 37
1.2 Розробка конструкції силових елементів і вузлів механічного каналу системи керування важелем циклічного шагу. 41
1.2.1 Аналіз схем системи керування і конструктивних особливостей їх виконання на вертольотах заданого типу. 41
1.2.2 Розробка трасування, розміщення і типу проводки системи керування, розробка її кінематичної схеми. Кінематичний розрахунок системи керування. 42
1.2.3 Визначення навантажень в тягах, качалках та командному важелі системи керування. 43
1.2.4 Обґрунтування вибору конструкційних матеріалів і проектувальні розрахунки командного важеля, тяги та качалки системи керування. Розробка конструкції характерних перерізів і вузлів кріплення. 44
1.2.5 Технічний опис силових елементів системи керування 47
1.2.6 Висновки 48
1.3 Розробка конструкції кріплення двигуна. 49
1.3.1 Аналіз ксс кріплення двигунів та їх конструктивних особливостей однотипних вертольотів 49
1.3.2. Вибір і обґрунтування схеми кріплення двигуна 50
1.3.3. Визначення навантажень і вибір матеріалу для силових елементів системи кріплення двигуна. 50
1.3.4. Визначення геометричних параметрів і розробка конструкції силових елементів системи кріплення двигуна. 54
Таблиця 1.2.Розрахунок діаметрів стрижнів. 55
1.3.5. Розробка конструкції та технічних умов на її виготовлення. 55
1.3.6 Висновки 59
1.4 Розробка компонувальної схеми силової установки вертольота 60
1.4.1 Вибір і обґрунтування складу силової установки 60
1.4.2 Проектування протипожежної системи силової установки 70
1.4.3 Допоміжна силова установка (ДСУ) 73
1.4.4 Системи запуска та керування двигунами 74
1.4.5. Висновки 76
2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ. 77
2.1 Складання технологічного маршруту обробки деталі 77
2.1.1 Розробка деталі вертольоту 77
2.1.2 Конструктивно-технологічний аналіз деталі, вибір заготовки для даної деталі, обґрунтування методу виготовлення деталі. 77
2.1.3 Розрахунок операційних припусків і визначення розмірів заготовки 78
2.1.4 Складання технологічного маршруту обробки деталі 79
2.1.5 Розробка однієї операції програмної обробки деталі з розрахунками режимів різання, складання розрахунково-технологічної карти 80
2.1.6 Створення комплекту документів технологічного процесу (титульний лист, маршрутна і операційна карта, карти ескізів) 84
2.1.7 Опис місця робочого і техніки безпеки при механічній обробці деталі 84
2.1.8 Висновки 85
3 ЕКОНОМІЧНИЙ РОЗДІЛ. 86
3.1 Розрахунок собівартості виготовлення деталей за калькуляційними статтями витрат 86
3.2 Визначення ціни виробу за витратами на виготовлення і обґрунтування беззбитковості виробництва 87
3.3 Порівняльний аналіз варіантів конструктивних рішень з точки зору витрат на виготовлення. 91
3.4 Висновки 93
4 СПЕЦІАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ. 94
4.1 Технологія намотування хвостової балки сітчастого типу з полімерних композиційних матеріалів 94
4.2 Технологія виготовлення хвостової балки з композитних матеріалів 97
4.3 Висновки………………………………………………………………………101
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ……………………...…………………………………………102